{"id":24275,"date":"2026-10-23T06:41:36","date_gmt":"2026-10-23T06:41:36","guid":{"rendered":"https:\/\/lead-pcb.com\/?p=24275"},"modified":"2026-10-23T06:41:36","modified_gmt":"2026-10-23T06:41:36","slug":"aluminum-pcb","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/blog\/aluminum-pcb\/","title":{"rendered":"Aluminium-Leiterplatte: Thermisches Design und Materialien"},"content":{"rendered":"<p class=\"wp-block-paragraph\">Eine <strong>Aluminium-Leiterplatte<\/strong> ist eine Leiterplatte, die Kupferleiterbahnen, ein elektrisch isolierendes thermisches Dielektrikum und eine Aluminiumbasis kombiniert. Das Dielektrikum leitet W\u00e4rme zum Metall und trennt gleichzeitig den Schaltkreis elektrisch. Diese Konstruktion eignet sich f\u00fcr LED-Beleuchtung und Leistungselektronik, wenn die Leiterplatte, die Montagefl\u00e4che und die K\u00fchlfl\u00e4che einen geeigneten W\u00e4rmeleitpfad bilden.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Bei der Auswahl der Leiterplatte muss dieser vollst\u00e4ndige Pfad gepr\u00fcft werden. Eine h\u00f6here W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit des Dielektrikums kann hilfreich sein, ihre Wirkung h\u00e4ngt jedoch von der Dicke, der W\u00e4rme\u00fcbertragungsfl\u00e4che und dem W\u00e4rmewiderstand an anderer Stelle in der Baugruppe ab.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Wichtige Erkenntnisse<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Eine Standard-Leiterplatte mit Aluminiumbasis verwendet ein Dielektrikum, um W\u00e4rme zu \u00fcbertragen und gleichzeitig das Kupfer elektrisch von der Metallbasis zu isolieren.<\/li>\n\n\n\n<li>Vergleichen Sie die Dicke und den W\u00e4rmewiderstand des Dielektrikums zusammen mit der W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit. Ein einzelner W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeitswert kann die Bauteiltemperatur nicht vorhersagen.<\/li>\n\n\n\n<li>Im nachfolgenden Beispiel senkt die Verbesserung des K\u00fchlk\u00f6rpers die berechnete Sperrschichttemperatur st\u00e4rker als eine Verdopplung der W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit des Dielektrikums.<\/li>\n\n\n\n<li>Legen Sie elektrische Isolation, Lochkonstruktion und Montagefl\u00e4che fest, bevor Sie die Fertigungsdaten freigeben.<\/li>\n<\/ul>\n<\/blockquote>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Was ist eine Aluminium-Leiterplatte?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Eine Leiterplatte mit Aluminiumkern geh\u00f6rt zur \u00fcbergeordneten Familie der Metallkern-Leiterplatten, auch als isolierte Metallsubstrate (IMS) bezeichnet. Bei dieser Konstruktion dient Aluminium als Tr\u00e4germetall; das ge\u00e4tzte Kupfer f\u00fchrt den Schaltkreis. Die Schreibweise <strong>Aluminium-Leiterplatte<\/strong> bezeichnet dieselbe Leiterplattenfamilie.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die g\u00e4ngige einseitige Ausf\u00fchrung platziert Bauteile und Kupferleiterbahnen \u00fcber einem isolierenden Dielektrikum, das mit der Metallbasis verbunden ist. <a href=\"https:\/\/tclad.com\/products\/insulated-metal-substrate\/\">Informationen von TCLAD zu isolierten Metallsubstraten<\/a> beschreiben diese Kombination aus Schaltkreis, Dielektrikum und Metallbasis.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Eine Aluminium-LED-Leiterplatte kann die thermischen LED-Pads \u00fcber diesen Lagenaufbau mit einer gr\u00f6\u00dferen K\u00fchlfl\u00e4che verbinden. Leistungswandler k\u00f6nnen dasselbe Prinzip nutzen, sofern ihre Anforderungen an Leiterbahnf\u00fchrung und Isolation mit der Konstruktion vereinbar sind. Eine Metallr\u00fcckseite macht die Pr\u00fcfung von Bauteiltemperaturen, elektrischen Abst\u00e4nden oder K\u00fchlbedingungen nicht \u00fcberfl\u00fcssig.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Lagenaufbau: Kupfer, Dielektrikum und Aluminiumbasis<\/h2>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"538\" src=\"https:\/\/lead-pcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/aluminum-pcb-stackup-1024x538.webp\" alt=\"Aluminum PCB cross-section showing copper, insulating dielectric, aluminum base and the external cooling interface.\" class=\"wp-image-24276\" srcset=\"https:\/\/lead-pcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/aluminum-pcb-stackup-1024x538.webp 1024w, https:\/\/lead-pcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/aluminum-pcb-stackup-300x158.webp 300w, https:\/\/lead-pcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/aluminum-pcb-stackup-768x403.webp 768w, https:\/\/lead-pcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/aluminum-pcb-stackup-1536x806.webp 1536w, https:\/\/lead-pcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/aluminum-pcb-stackup-18x9.webp 18w, https:\/\/lead-pcb.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/aluminum-pcb-stackup.webp 1600w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\"><em>Originalschema. Die Dicken sind nicht ma\u00dfstabsgetreu. Schnittstelle und K\u00fchlk\u00f6rper sind Baugruppenteile au\u00dferhalb des unbest\u00fcckten Leiterplatten-Lagenaufbaus; L\u00f6tzinn, L\u00f6tstoppmaske und Oberfl\u00e4chenbeschichtungen sind nicht dargestellt.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Aufgabe der einzelnen Schichten<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Jede Schicht erf\u00fcllt eine andere Aufgabe. Kupfer stellt elektrische Verbindungen her und verteilt W\u00e4rme lokal. Das Dielektrikum sorgt f\u00fcr die elektrische Trennung und leitet gleichzeitig W\u00e4rme durch seine Dicke. Die Aluminiumbasis tr\u00e4gt die Leiterplatte und verteilt W\u00e4rme zur Montagefl\u00e4che.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><thead><tr><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Lage<\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Hauptfunktion<\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Auswahlfrage<\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Kupferschaltkreis<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">F\u00fchrt Strom und verteilt W\u00e4rme lokal<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Erf\u00fcllt die Kupfergeometrie die elektrischen und thermischen Anforderungen?<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Thermisches Dielektrikum<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Isoliert den Schaltkreis von der Basis und \u00fcbertr\u00e4gt W\u00e4rme<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Sind Dicke, W\u00e4rmewiderstand und Isolation gemeinsam geeignet?<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Aluminiumbasis<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Bietet mechanische Unterst\u00fctzung und W\u00e4rmeverteilung<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Passt die Basis zur mechanischen Schnittstelle und zur K\u00fchlschnittstelle?<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Einseitige und komplexere Konstruktionen<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Eine zweite Schaltungsebene oder ein hybrider Aufbau ver\u00e4ndert, wie elektrische Verbindungen durch die leitf\u00e4hige Basis oder um sie herum gef\u00fchrt werden. Isolierte Verbindungen erfordern eine definierte Konstruktion. Best\u00e4tigen Sie diese Konstruktion, bevor Sie eine mehrlagige Aluminium-Leiterplatte wie eine FR4-Leiterplatte mit Metallr\u00fcckseite behandeln.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Konstruktionen mit direktem W\u00e4rmeleitpfad sind eine separate Option: Ausgew\u00e4hlte Bauteilpads k\u00f6nnen eine andere Verbindung zum Metall haben. Sie erfordern eine Pr\u00fcfung des Pad-Potenzials und der Isolation. Standardannahmen f\u00fcr dielektrisch unterst\u00fctzte Konstruktionen k\u00f6nnen nicht einfach auf sie \u00fcbertragen werden.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit ist nur ein Teil des W\u00e4rmeleitpfads<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die relevante thermische Frage ist, wie stark die Bauteiltemperatur bei der erwarteten W\u00e4rmelast ansteigt. Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit beschreibt ein Material. Der W\u00e4rmewiderstand beschreibt eine bestimmte Geometrie oder Baugruppe und wird in K\/W angegeben, was f\u00fcr eine Temperaturdifferenz \u00b0C\/W entspricht.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Berechnen Sie den W\u00e4rmewiderstand des Dielektrikums anhand von Dicke und Fl\u00e4che<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">F\u00fcr die station\u00e4re, eindimensionale W\u00e4rmeleitung durch eine gleichm\u00e4\u00dfige Schicht lautet die <a href=\"https:\/\/web.mit.edu\/16.unified\/www\/FALL\/thermodynamics\/notes\/node118.html\">von MIT erl\u00e4uterte Beziehung f\u00fcr den W\u00e4rmewiderstand<\/a> :<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>R\u03b8 = t \/ (k \u00d7 A)<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dabei gilt: <strong>t<\/strong> ist die Dicke in Metern, <strong>k<\/strong> ist die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit in W\/(m\u00b7K), und <strong>A<\/strong> ist die angenommene effektive W\u00e4rme\u00fcbertragungsfl\u00e4che in Quadratmetern. Die effektive Fl\u00e4che entspricht nicht automatisch der gesamten Leiterplattenfl\u00e4che.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Betrachten Sie ein hypothetisches Dielektrikum mit:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Dicke: <strong>100 \u00b5m = 0.0001 m<\/strong>.<\/li>\n\n\n\n<li>W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit: <strong>1.5 W\/(m\u00b7K)<\/strong>.<\/li>\n\n\n\n<li>Effektive Fl\u00e4che: <strong>100 mm\u00b2 = 0.0001 m\u00b2<\/strong>.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der ideale W\u00e4rmewiderstand durch die Materialdicke betr\u00e4gt <strong>0.667 K\/W<\/strong>. Eine Verdopplung der W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit auf 3.0 W\/(m\u00b7K) bei unver\u00e4nderter Dicke und Fl\u00e4che ergibt <strong>0.333 K\/W<\/strong>. Eine Verdopplung sowohl der Dicke als auch der W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit ergibt den urspr\u00fcnglichen <strong>0.667 K\/W<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dies sind Lehrbeispiele und keine lagernden Materialien oder elektrisch austauschbaren Optionen. Die Widerstandswerte von Lieferanten k\u00f6nnen au\u00dferdem auf die Fl\u00e4che normiert sein. Die <a href=\"https:\/\/tclad.com\/products\/thermal-clad-dielectric-materials\/\">Dielektrikum-Materialtabelle von TCLAD<\/a> f\u00fchrt HT mit 2.2 W\/(m\u00b7K) auf, mit einem Widerstand von 0.05 \u00b0C\u00b7in\u00b2\/W bei 75 \u00b5m und 0.077 \u00b0C\u00b7in\u00b2\/W bei 100 \u00b5m. Diese Einheiten sind nicht K\/W f\u00fcr eine fertige Leiterplatte. In der Tabelle wird weder die Messmethode angegeben noch festgestellt, dass die Widerstandswerte der idealen Plattenberechnung folgen. Fordern Sie das aktuelle Datenblatt der jeweiligen G\u00fcteklasse an und vergleichen Sie gleiche Pr\u00fcfbedingungen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Erstellen Sie eine Bilanz vom Sperrschicht- zur Umgebungstemperatur<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nehmen Sie an, dass ein dominanter Reihenschaltungspfad <strong>5 W Verlustw\u00e4rme<\/strong> an Luft mit <strong>40\u00b0C<\/strong>abf\u00fchrt. Die folgenden Widerst\u00e4nde sind f\u00fcr dieses Beispiel angenommene effektive Werte und nicht gemessene oder aus Datenbl\u00e4ttern abgeleitete Werte.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><thead><tr><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Teil des angenommenen W\u00e4rmepfads<\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">W\u00e4rmewiderstand<\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Sperrschicht zum thermischen Anschluss des Bauteils<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">1.000 K\/W<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">L\u00f6tstelle und lokale Kupfer-W\u00e4rmeverteilung<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">0.400 K\/W<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Dielektrikum, oben berechnet<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">0.667 K\/W<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Beitrag der Aluminiumbasis und Schnittstelle zum K\u00fchlk\u00f6rper<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">0.300 K\/W<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">K\u00fchlk\u00f6rper zur Umgebung<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">4.000 K\/W<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Gesamt<\/strong><\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>6.367 K\/W<\/strong><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">F\u00fcr dieses vereinfachte Netzwerk gilt: <strong>Tj = Ta + Pheat \u00d7 Rtotal<\/strong>. Die berechnete Sperrschichttemperatur betr\u00e4gt <strong>40 + 5 \u00d7 6.367 \u2248 71.8\u00b0C<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Vergleichen Sie zwei Design\u00e4nderungen<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00c4ndern Sie jeweils nur einen Eingabewert und halten Sie die anderen konstant:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><thead><tr><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Szenario<\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Gesamtwiderstand<\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Berechnete Sperrschichttemperatur<\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Reduzierung gegen\u00fcber dem Ausgangswert<\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Ausgangswert<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">6.367 K\/W<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">71.8\u00b0C<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Referenz<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Doppelte W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit des Dielektrikums<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">6.033 K\/W<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">70.2\u00b0C<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">1.7\u00b0C<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">W\u00e4rmeleitwiderstand vom K\u00fchlk\u00f6rper zur Umgebung von 4 auf 2 K\/W reduzieren<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">4.367 K\/W<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">61.8\u00b0C<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">10.0\u00b0C<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der K\u00fchlk\u00f6rper dominiert dieses angenommene Budget, daher hat seine Verbesserung den gr\u00f6\u00dferen Effekt. Eine andere Baugruppe kann zu einem anderen Ergebnis f\u00fchren. Die Werte werden mit nicht gerundeten Eingabewerten berechnet und gerundet angezeigt.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dieses Modell legt keine akzeptable Betriebstemperatur fest. Die tats\u00e4chliche W\u00e4rmeverteilung, parallele W\u00e4rmewege, der Luftstrom und temperaturabh\u00e4ngige Eigenschaften m\u00fcssen analysiert oder gemessen werden. Verwenden Sie den W\u00e4rmeverlust, statt automatisch die gesamte elektrische LED-Eingangsleistung als W\u00e4rme zu behandeln.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Texas Instruments &amp; # 8217; <em>Thermische Kennwerte von Halbleiter- und IC-Geh\u00e4usen<\/em> (\u00fcberarbeitet im M\u00e4rz 2024) erkl\u00e4rt, warum <a href=\"https:\/\/www.ti.com\/document-viewer\/lit\/html\/SPRA953D\">thermische Kennwerte aus Datenbl\u00e4ttern von ihren Pr\u00fcfbedingungen und W\u00e4rmewegen abh\u00e4ngen<\/a>. Behandeln Sie \u03b8JA oder ein beliebiges \u03b8JC nicht als geh\u00e4useeigenen Widerstand, der zu einem Leiterplatten-\/K\u00fchlk\u00f6rpernetzwerk addiert werden kann. Der Term vom \u00dcbergang zur Anschlussfl\u00e4che im Beispiel wird ausdr\u00fccklich angenommen. Verwenden Sie ein Modell, das zur tats\u00e4chlichen w\u00e4rmeableitenden Oberfl\u00e4che passt, ohne W\u00e4rmewege doppelt zu z\u00e4hlen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Best\u00e4tigen Sie das vollst\u00e4ndige Design anhand der Bauteilnennwerte und realistischer Messungen am Prototyp; der <a href=\"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/blog\/pcb-thermal-hotspot-map\/\">Leitfaden zu thermischen Hotspots auf Leiterplatten<\/a> behandelt diesen Validierungsschritt.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Aluminium-Leiterplatte vs. FR4, Optionen mit Kupferbasis und Keramik<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">W\u00e4hlen Sie das Substrat unter gemeinsamer Ber\u00fccksichtigung von Leiterbahnf\u00fchrung, elektrischer Isolation, K\u00fchlung und mechanischen Einschr\u00e4nkungen. Eine h\u00f6here W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit des Materials f\u00fchrt nicht automatisch zu einer k\u00fchleren fertigen Baugruppe.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><thead><tr><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Option<\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">In Betracht ziehen, wenn<\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Vor der Auswahl pr\u00fcfen<\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Aluminium-IMS mit R\u00fcckseitenkontakt<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">W\u00e4rmequellen einen kurzen dielektrischen Weg zu einer Montagefl\u00e4che nutzen k\u00f6nnen<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Dielektrischer Widerstand, Isolation, Freiheit bei der Leiterbahnf\u00fchrung und Kontakt zum K\u00fchlk\u00f6rper<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">FR4<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Eine hohe Leiterbahndichte oder eine herk\u00f6mmliche Mehrlagenkonstruktion wichtig ist<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Ob Kupferverteilung, thermische Vias und die K\u00fchleinheit die Temperaturgrenzwerte einhalten<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Konstruktion mit Kupferbasis<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Die Anwendung m\u00f6glicherweise von einem anderen metallischen W\u00e4rmeverteilungsweg profitiert<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Zus\u00e4tzliches Gewicht, Konstruktion, elektrische Isolation und Fertigungskosten<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Keramiksubstrat<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Materialspezifische thermische, elektrische oder betriebliche Anforderungen eine Bewertung rechtfertigen<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Keramikqualit\u00e4t, Metallisierung, Befestigungsprozess und mechanische Belastungen<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dicker Kupfer beschreibt eine Schaltung mit gro\u00dfer Kupferdicke; das bedeutet nicht zwangsl\u00e4ufig, dass die Leiterplatte eine Kupferbasis besitzt. Ebenso kann eine Aluminiumleiterplatte Signale f\u00fchren, doch ihr Schichtaufbau muss weiterhin die Anforderungen an Leiterbahnf\u00fchrung und Elektrik erf\u00fcllen. Eine Metallr\u00fcckseite ist kein Ersatz f\u00fcr eine geeignete Referenzstruktur in einem impedanzsensiblen Design.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die <a href=\"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/blog\/pcb-material-guide\/\">PCB-Materialauswahlleitfaden<\/a> vergleicht die weiter gefassten Substratoptionen. Bei der Entscheidung zwischen Aluminium-Leiterplatte und FR4 sollten Sie zun\u00e4chst pr\u00fcfen, ob beide innerhalb des verf\u00fcgbaren Geh\u00e4uses dieselben Anforderungen an Temperatur, Isolation und Leiterbahnf\u00fchrung erf\u00fcllen k\u00f6nnen. Vergleichen Sie vollst\u00e4ndige L\u00f6sungen statt blo\u00dfer Materialbezeichnungen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Designpr\u00fcfungen: Isolation, Bohrungen und Montage<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Planen Sie elektrische Isolation und mechanischen Kontakt gemeinsam. Eine leitf\u00e4hige Basis, eine Schraube oder eine freiliegende Kante kann eine Verbindung herstellen, die im Schaltplan nicht vorgesehen war.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Elektrische Verbindungen vom Kontakt mit dem Metallkern trennen<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Unterscheiden Sie elektrische, beschichtete Bohrungen und Vias von mechanischen Montagebohrungen in der Fertigungszeichnung. Eine elektrische Verbindung, die durch eine Metallbasis gef\u00fchrt wird, ben\u00f6tigt die vorgesehene Isolationskonstruktion. Eine Montagebohrung kann die Basis absichtlich mit dem Chassis verbinden oder isolierende Befestigungsteile erfordern; geben Sie an, was zutrifft.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die <a href=\"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/pcb-manufacturing\/aluminum-pcb\/\">Aluminium-Fertigungsservice<\/a> f\u00fchrt isolierte beschichtete Bohrungen und die Durchsteckmontage auf, wobei Materialien und Schichtaufbau einer technischen Pr\u00fcfung unterliegen. Best\u00e4tigen Sie, wie Anschlussdurchf\u00fchrungen, Pads und die Basis dort getrennt bleiben, wo dies erforderlich ist. Bitten Sie den Fertiger, die Isolationsgeometrie und das Pr\u00fcfverfahren anzugeben, statt davon auszugehen, dass eine Standard-FR4-Bohrdatei das Merkmal vollst\u00e4ndig beschreibt.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Schnittstelle zwischen Leiterplatte und K\u00fchlk\u00f6rper festlegen<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Definieren Sie die Kontaktfl\u00e4che, die Oberfl\u00e4chenebenheit, das thermische Schnittstellenmaterial (TIM), die Dicke und die Befestigungsmethode. Stimmen Sie das Anzugsdrehmoment der Befestigungselemente mit den Lieferanten von Baugruppe und Hardware ab. Anpressdruck, Spalte und das Schnittstellenmaterial beeinflussen den tats\u00e4chlichen W\u00e4rmepfad.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Bitten Sie den Designpr\u00fcfer zu best\u00e4tigen, wie die erforderliche Isolation an Schrauben, Unterlegscheiben, Aussparungen und Leiterplattenkanten erhalten bleibt. Wenn das Produkt eine Sicherheitsisolationsbarriere ben\u00f6tigt, dokumentieren Sie die geltenden Anforderungen und vereinbaren Sie das Isolationssystem sowie die Nachweise zur Abnahme.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Elektrische und fertigungstechnische Einschr\u00e4nkungen best\u00e4tigen<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Geben Sie Betriebsspannung, erforderliche Isolationsfunktion, Kriechstrecke, Luftstrecke und Abnahmetests an. Fordern Sie sowohl die freigegebene Spezifikation der Betriebsspannung als auch Ergebnisse von Durchbruch- oder Spannungsfestigkeitspr\u00fcfungen an; leiten Sie die Betriebsspezifikation nicht aus einer Pr\u00fcfnummer ab. Vereinbaren Sie die korrekten Grenzwerte f\u00fcr Anwendung, Konstruktion und geltende Produktanforderungen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a href=\"https:\/\/tclad.com\/capabilities\/\">Fertigungsleitfaden von TCLAD<\/a> behandelt den Abstand von Leiterbahnen zu Bohrungen und die HiPot-Pr\u00fcfung als getrennte Themen. Die numerischen Fertigungsangaben sind lieferantenspezifisch. Holen Sie die freigegebene Geometrie und die Pr\u00fcfkriterien des ausgew\u00e4hlten Fertigers f\u00fcr den tats\u00e4chlichen Aufbau ein.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Dokumentieren Sie Umriss-, Bohrungs- und Kupfer-zu-Kanten-Anforderungen zur Pr\u00fcfung durch den Lieferanten. Verwenden Sie den <a href=\"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/blog\/pcb-dfm-checklist\/\">PCB-DFM-Checkliste<\/a> f\u00fcr das umfassendere Freigabepaket und erg\u00e4nzen Sie anschlie\u00dfend die oben genannten Details zur Metallbasis. Vermeiden Sie universelle Regeln f\u00fcr Abst\u00e4nde oder Pr\u00fcfspannungen, die vom vorgesehenen Produkt losgel\u00f6st sind.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Fertigung, Montage und Kostentreiber<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Fertigung unbest\u00fcckter Leiterplatten und die Montage best\u00fcckter Leiterplatten erfordern separate Prozessentscheidungen. Die Fertigung legt den Laminataufbau, das Kupfermuster, die Bohrungen, den Umriss, den L\u00f6tstopplack und die Oberfl\u00e4che fest. Die Montage umfasst Lot, Bauteile, das thermische Profil und die Pr\u00fcfung.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Validieren Sie das Reflowprofil f\u00fcr die tats\u00e4chliche Leiterplatte und den tats\u00e4chlichen Bauteilsatz. <a href=\"https:\/\/www.analog.com\/en\/resources\/app-notes\/2022\/07\/16\/12\/14\/assembly-guidelines-for-uslic-packages.html\">Montagehinweise von Analog Devices f\u00fcr uSLIC-Geh\u00e4use<\/a> empfehlen Thermoelemente an den tats\u00e4chlichen L\u00f6tstellen und erkl\u00e4ren, dass sich die L\u00f6tstellentemperaturen von den Ofeneinstellungen unterscheiden. Diese Hinweise sind geh\u00e4usespezifisch und kein Rezept f\u00fcr Aluminium-Leiterplatten. Wenden Sie das Messprinzip an und befolgen Sie gleichzeitig die Prozessgrenzen der ausgew\u00e4hlten Bauteile und L\u00f6tpaste.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Kosten h\u00e4ngen von Dielektrikumsqualit\u00e4t und -dicke, Kupfer, Umriss, isolierten Bohrungen, Panelnutzung, St\u00fcckzahlen, Oberfl\u00e4che, Pr\u00fcfung und Umfang der Montage ab. Ver\u00f6ffentliche Mindest- und H\u00f6chstwerte belegen nicht, dass jede Kombination verf\u00fcgbar ist.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Check <a href=\"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/led-aluminum-pcb-capabilities\/\">Leistungsmerkmale f\u00fcr LEDs und Aluminium-Leiterplatten<\/a> als Ausgangspunkt und fordern Sie anschlie\u00dfend eine Best\u00e4tigung f\u00fcr den ausgew\u00e4hlten Aluminiumaufbau an. Diese kombinierte \u00dcbersichtsseite behandelt auch FR4-Produkte; ihr gesamtes Sortiment darf nicht als eine einzige Aluminium-Lagenaufbauspezifikation verstanden werden.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Thermisches Design in eine Fertigungs\u00fcbergabe \u00fcberf\u00fchren<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00dcbernehmen Sie die Annahmen hinter der thermischen Berechnung in den Freigabedatensatz. Die effektive Fl\u00e4che, der verwendete Geh\u00e4usebegriff und der thermische \u00dcbergangswiderstand des Rechenbeispiels ben\u00f6tigen noch Belege, bevor sie ein reales Produkt beschreiben k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><thead><tr><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Datensatztyp<\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">In die \u00dcbergabe aufnehmen<\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Status in diesem Beispiel<\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Betriebsanforderungen<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Verlustleistung, Umgebungstemperaturbereich, zul\u00e4ssige Sperrschichttemperatur und Betriebsarten<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">5 W und 40 \u00b0C angenommen; zul\u00e4ssige Temperatur nicht festgelegt<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Materialanforderung<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Tats\u00e4chlicher Dielektrikumstyp, Dicke\/Toleranz, thermische Pr\u00fcfmethode, Kupfer- und Basiskonstruktion<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Nur allgemeine Dielektrikumsdaten<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Abgeleitete Sch\u00e4tzung<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Berechnung, angenommene Fl\u00e4che, Grenzen des Netzwerks und Einschr\u00e4nkungen<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">0,667 K\/W Dielektrikum; 71,8 \u00b0C Ausgangswert<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Mechanische Schnittstelle<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Zeichnung von K\u00fchlk\u00f6rper\/Kontakt, TIM, Befestigungsmethode und vereinbartes Anzugsdrehmoment<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Schnittstellen- und K\u00fchlk\u00f6rperwerte angenommen<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Elektrische Abnahme<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Betriebsspannung, Isolationsanforderungen und vereinbarte Pr\u00fcfmethode\/-kriterien<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Anwendungsspezifische Definition erforderlich<\/td><\/tr><tr><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Fertigungsunterlagen<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Schaltungsdateien, Bohrdaten, Fertigungszeichnung, Au\u00dfenkontur, Lochdetails, St\u00fcckzahl und Oberfl\u00e4che<\/td><td class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\">Muss f\u00fcr das tats\u00e4chliche Design bereitgestellt werden<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Stellen Sie Gerber- oder akzeptierte ODB++-Daten mit den relevanten Bohr- und Fertigungsinformationen bereit. F\u00fcr die Best\u00fcckung werden au\u00dferdem St\u00fcckliste und Platzierungsdaten ben\u00f6tigt. Sorgen Sie f\u00fcr einheitliche Revisionskennungen in allen Dateien.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Vereinbaren Sie vor der Freigabe, welche thermischen Eingangsgr\u00f6\u00dfen aus Lieferantendaten, Simulation oder Prototypmessungen stammen. Best\u00e4tigen Sie, dass elektrische Isolation, Bearbeitungsgrenzen und ausgew\u00e4hlte Materialien im selben Aufbau kompatibel sind. Eine aus angenommenen Widerst\u00e4nden berechnete Temperatur genehmigt keinen Fertigungs-Lagenaufbau.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Ben\u00f6tigt eine Aluminiumplatine einen K\u00fchlk\u00f6rper?<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Sie kann einen separaten K\u00fchlk\u00f6rper, eine Verbindung zum Geh\u00e4use oder eine andere K\u00fchlfl\u00e4che ben\u00f6tigen. Die Aluminiumbasis verteilt die W\u00e4rme, doch die vollst\u00e4ndige Baugruppe muss sie weiterhin an die Umgebung \u00fcbertragen. Ermitteln Sie den K\u00fchlbedarf anhand der Verlustleistung, der Umgebungsbedingungen und der zul\u00e4ssigen Bauteiltemperatur und \u00fcberpr\u00fcfen Sie anschlie\u00dfend die Baugruppe unter realistischen Betriebsbedingungen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">K\u00f6nnen auf einer Platine mit Aluminiumkern Durchsteckbauteile verwendet werden?<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ja, sofern ihr Aufbau die erforderlichen Bohrungen und die elektrische Isolation unterst\u00fctzt. Die leitf\u00e4hige Basis macht die Gestaltung der Bohrungen besonders wichtig. Legen Sie fest, welche H\u00fclsen und Pads elektrische Anschl\u00fcsse sind, ob die Basis mit dem Geh\u00e4use verbunden ist und wo eine Isolation erforderlich ist. Best\u00e4tigen Sie diese Details vor der Freigabe mit dem Fertiger.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Ist ein Dielektrikum mit 3 W\/m\u00b7K immer besser als eine Variante mit 1,5 W\/m\u00b7K?<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Nein. Bei gleicher Dicke und Fl\u00e4che verringert eine h\u00f6here W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit den idealen W\u00e4rmewiderstand durch die Dicke. Ein dickeres Dielektrikum kann diesen Vorteil ausgleichen, und ein anderer Abschnitt des K\u00fchlpfads kann ma\u00dfgeblich sein. Vergleichen Sie die erforderliche elektrische Isolation, die tats\u00e4chlichen thermischen Daten und die Montagebedingungen gemeinsam, anstatt allein anhand der W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit auszuw\u00e4hlen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Ist die Aluminiumbasis elektrisch von der Schaltung isoliert?<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Bei einem Standardaufbau mit r\u00fcckseitigem Dielektrikum soll das Dielektrikum die Kupferschaltung von der Basis trennen. Die Isolation h\u00e4ngt dennoch vom ausgew\u00e4hlten Material, der Geometrie, den Bohrungen und der Montage ab. Varianten mit direktem W\u00e4rmepfad k\u00f6nnen sich unterscheiden. Definieren Sie daher die vorgesehenen elektrischen Verbindungen und best\u00e4tigen Sie die erforderlichen Pr\u00fcfungen f\u00fcr den tats\u00e4chlichen Aufbau.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Bereiten Sie Ihre Aluminiumplatine f\u00fcr die Pr\u00fcfung vor<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Reichen Sie die Schaltungsdateien, die Fertigungszeichnung, die W\u00e4rmelast, die Betriebsbedingungen und die Montageanforderungen mit Ihrer <a href=\"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/pcb-manufacturing\/aluminum-pcb\/\">Fertigungsanfrage f\u00fcr Aluminiumplatinen<\/a>ein. Bei der Pr\u00fcfung sollte ein kompatibler Aufbau best\u00e4tigt und ermittelt werden, welche thermischen Annahmen vor der Produktion noch validiert werden m\u00fcssen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>An aluminum PCB is a printed circuit board that combines copper circuitry, an electrically insulating thermal dielectric and an aluminum base. The dielectric carries heat toward the metal while separating the circuit electrically. This construction is useful for LED lighting and power electronics when the board, mounting interface and cooling surface form a suitable heat [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":5412,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_seopress_titles_title":"Aluminum PCB: Thermal Design and Materials","_seopress_titles_desc":"Choose an aluminum PCB with the right dielectric, heat path and mounting design. Compare FR4, check tradeoffs and prepare your design for review.","_seopress_robots_index":"","_seopress_robots_follow":"","_seopress_robots_imageindex":"","_seopress_robots_snippet":"","_seopress_robots_primary_cat":"","_seopress_robots_breadcrumbs":"","_seopress_robots_freeze_modified_date":"","_seopress_robots_custom_modified_date":"","_seopress_robots_canonical":"","_seopress_social_fb_title":"","_seopress_social_fb_desc":"","_seopress_social_fb_img":"","_seopress_social_fb_img_attachment_id":0,"_seopress_social_fb_img_width":0,"_seopress_social_fb_img_height":0,"_seopress_social_twitter_title":"","_seopress_social_twitter_desc":"","_seopress_social_twitter_img":"","_seopress_social_twitter_img_attachment_id":0,"_seopress_social_twitter_img_width":0,"_seopress_social_twitter_img_height":0,"_seopress_redirections_value":"","_seopress_redirections_enabled":"","_seopress_redirections_enabled_regex":"","_seopress_redirections_logged_status":"","_seopress_redirections_param":"","_seopress_redirections_type":0,"_seopress_analysis_target_kw":"","_seopress_news_disabled":"","_seopress_video_disabled":"","_seopress_video":[],"_seopress_pro_schemas_manual":[],"_seopress_pro_rich_snippets_disable_all":"","_seopress_pro_rich_snippets_disable":[],"_seopress_pro_schemas":[],"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[],"class_list":["post-24275","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-pcb-design"],"acf":[],"meta_box":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24275","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=24275"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24275\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5412"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=24275"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=24275"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/lead-pcb.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=24275"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}